[发明专利]一种组织工程化肝移植物的构建与植入方法

说明书

技术领域

本发明涉及再生医学和组织工程领域，具体涉及一种可植入的组 织工程化肝移植物的构建及其植入方法。

背景技术

肝脏是人体最大的内脏器官，它担负着重要而复杂的生理功能， 对维持生命和内环境的稳定起重要作用。全世界大约有3亿多肝病患 者，其中三分之一在我国，我国是世界上终末期肝病发病率最高的地 区之一。对于急、慢性肝功能衰竭及各种遗传性代谢紊乱肝病的治疗， 目前肝移植是有效的治疗手段。然而，由于供体器官的严重匮乏使得 该项技术的广泛应用受到限制。现有体外人工肝辅助装置可以作为移 植前的过渡手段，但难以提供连续的治疗，且只能完成过滤、净化等 单一功能，无法代替肝脏的全部生化功能。肝细胞移植技术虽然在治 疗急、慢性肝衰竭及遗传代谢类疾病方面显示出重要潜能，但是在通 过门脉系统进行细胞输入时，一次性过多输入会导致门脉高压、细胞 栓塞等严重问题；而且，迄今为止植入细胞的肝替代效率也非常低， 长期治疗效果非常有限。

随着组织工程学的不断发展，采用组织工程技术构建的可植入工 程化肝移植物以其独有的优势逐渐成为治疗终末期肝病的新的潜在 方法。肝组织工程是通过将肝脏细胞接种在生物可降解的天然的或化 学合成聚合物支架材料上，在一定的微环境下，经过诱导培养，形成 一定量的肝实质细胞和组织，再移植到患者体内发挥代偿或替代肝功 能的作用。

由于目前所创建的工程化肝移植物受到植入初期缺血和之后血 管化不足的限制，所形成的工程化肝组织体积非常有限，难以提供有 效功能支持。在中国专利(专利号200510096042.0)所提供的方法中， 采用快速成型技术制造出具有血管网系统和肝细胞孔洞的管状仿生 支架，可同时接种肝细胞和血管内皮细胞。该方法虽然能够创建具有 仿生结构工程化肝移植物，但是该移植物在植入体内后难以克服初期 缺血的影响。在中国专利(专利号200610113181.4)所提供的方法中， 采用骨髓基质干细胞分化来的肝细胞和血管内皮细胞作为种子细胞 创建工程化肝构建物，通过将种子细胞与含有诱导因子的蛋白胶复合 后填充到一管状支架的内壁和外侧。该方法虽然复合了诱导因子，但 是由于诱导因子只简单与生物蛋白胶复合，在植入体内后会快速失 活，不能诱导出足够量的肝实质，难以提供有效的功能支撑。

为克服上述缺点，本发明提供一种可有效促进肝脏细胞植入、成 活、增殖的工程化肝移植物构建与植入方法，该移植物可在体内诱导 厚的、血管化的工程化肝组织，为各种肝病提供有效的功能支持，并 能够促进肝组织的再生和修复。

发明内容

本发明的目的是提供一种组织工程化肝移植物及其构建方法。

本发明工程化肝移植物的构建方法，包括如下步骤，如图1所示：

1)将水凝胶材料作为生物活性支架，与肝脏细胞复合创建工程 化的肝脏细胞/支架复合物；

2)将肝脏细胞/支架复合物打散成直径为0.5-4mm的肝移植物单 元。

其中，水凝胶材料是选自包括液态I、II、IV型胶原、纤维蛋白 胶、壳聚糖水凝胶及其它天然和人工合成的水凝胶中的一种或多种。

肝细胞为原代分离或各种干细胞分化来的肝细胞或经基因修饰 的肝细胞等肝实质细胞，或内皮细胞、星形细胞等肝内非实质细胞， 所述干细胞是各种成体干细胞、胚胎干细胞、诱导干细胞和采用治疗 性克隆技术创建的干细胞等。肝脏细胞的加入量是本领域的公知技 术，一般加入量为10⁵/ml以上，优选10⁶～10⁸/ml。

步骤1)所述创建如下进行：根据本领域的公知技术将上述水凝 胶材料先处理为溶液，再与肝脏细胞混合，得到肝脏细胞/支架复合 物。整个操作在冰上进行。

步骤2)所述打散是指肝脏细胞/支架复合物变成凝胶后，机械破 碎成直径为0.5-4mm的肝移植物单元，但优选如下方法进行：将步骤 1)的肝脏细胞/支架复合物吸入注射器中，置于37℃、5％CO₂培养 箱孵育10-15min，待复合物形成凝胶后推出，并将其切成长度为 0.5-2mm的小段，形成直径为0.5-4mm、高度为0.5-2mm的圆柱形的 肝移植物单元。